包含功率晶体管过电流保护电路的负载驱动装置制造方法及图纸

用在车辆方向指示装置中的不受过电流与超压影响的负载驱动装置，包括：一充／放电电容器；一充／放电电路，用于以跨接电容器的电压在预置的上限电压与下限电压之间变化的方式，在一预定时间常量上充／放电该电容器；一驱动电路，用于接通一与一条电流通路串联的功率晶体管；过电流判断装置，用于判定跨接在上述电流通路上的功率晶体管两端的电压是否超过一过电流判定电压。还包括：上限电压改变装置；及第一驱动停止装置。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般性地涉及一种包含一个功率晶体管的负载驱动装置。更具体地，本专利技术涉及功率晶体管的保护电路，该功率晶体管响应由充电/放电一个电容所生成的振荡信号而周期性地接通/断开。传统上，在开/关闪光灯的驱动装置或者在P WM(脉冲宽度调制)信号中驱动电机与灯具的P WM控制装置中，在将一个DC电流从DC电源提供给载荷的电流通路中串联设置一个功率晶体管。然后，响应通过充电/放电一个电容器所得到的振荡信号，周期性地接通/断开这一功率晶体管。换言之，在这种装置中，充电/放电电容器是经由一个电阻器使跨接该电容器的电压在两个预选的值之间变化的方式充电/放电。功率晶体管的周期性接通/断开操作是以下述方式进行的在电容器的充电操作中接通功率晶体管，而在电容器的放电操作中则断开功率晶体管。另一种方法是通过将被充电/放电操作改变的跨接电容器的电压与参照电压进行比较而生成一个具有所要求的负载比的驱动信号(P WM信号)，然后根据这一P WM信号接通/断开功率晶体管。另一方面，通常在这种负载驱动装置所使用的功率晶体管管中采用1984年公开在日本专利申请公布号59-32224中的那种保护装置。即保护功率晶体管由插入该功率晶体管的电流通路的短路或断路引起的过电流或过热耗散，这一保护装置的操作如下从接通该功率晶体管起经过一个预定的延迟时间后，通过检测跨越连接在负载的电流通路中的功率晶体管两端的电压是否高于一个预定的电压而判定过量电流是否流经该功率晶体管。注意当将一个双极晶体管用作功率晶体管时，这一端电压对应于集电极至发射极电压VCE，而当将一个场效应晶体管(FET)用作这一功率晶体管时，则这一端电压对应于漏极至源极电压VDS。当判定了过量电流可能流经功率晶体管时，便通过一个由一个晶闸管及若干晶体管构成的闩锁电路强制与连续地断开该功率晶体管。然而，上述传统的保护装置存在着下述问题即使采用了上述保护装置，功率晶体管的热耗散也会逐渐地增加，最终电气地损坏该功率晶体管。这是因为当独立地设置在电源至负载之间的电流通路中的功率晶体管的驱动信号被切换到断开状态或者电源开关被切换到断开状态时，便解除了闩锁电路的闩锁操作，而在开始下一个负载驱动操作时有可能再度接通功率晶体管，从而当上述驱动装置周期性地接通/断开功率晶体管或者重复地接通电源开关时，该功率晶体管将会过热。换言之，按照传统的保护装置，从接通功率晶体管起经过了一个预定的延迟时间之后，根据功率晶体管的端电压对负载的短路导致的过量电流或功率晶体管的内电阻的增加作出判断，并因此断开该功率晶体管，从而使功率晶体管断开。结果，在接通功率晶体管之后，电流必须流经功率晶体管一个预定的时间间隔。结果，即使采用了保护装置，在上述驱动装置周期性地接通/断开功率晶体管，或者重复地接通/断开电源开关时，电流也必须流经该电源开关一个预定的时间间隔。从而，这一电流会加重功率晶体管的热耗散，并最终电气地损坏该功率晶体管。并且，传统的保护装置是对噪声的不利影响敏感的，因此它存在着即使没有过量电流流经功率晶体管时也可能强制断开功率晶体管的问题。例如当由于在采用功率晶体管的电流通路中出现噪声而误判为过量电流时，会操作闩锁电路，或者这一噪声会直接驱动闩锁电路。必须指出，为了防止这种由噪声引起的过量电流误判，从功率晶体管的端电压判定了过量电流之后，积分电路之类可延迟这一判断信号，然后将延迟的判断信号提供给闩锁电路。在这一情况中，作为积分电路的这一延迟电路必须是单独设置的，尽管如此，它还是不能防止由噪声引起的闩锁电路的错误操作。本专利技术是为力图解决上述问题而作出的，因此其主要目的是为提供一种功率晶体管的保护装置，该装置能够不受噪声的任何不利影响，正确地判断过量电流是否流经响应充电/放电一个电容器所生成的振荡信号而周期性地接通/断开的一个功率晶体管，有如上述，并且在过量电流判定之后，还能够确定地保护该功率晶体管。为了达到这一主要目的，提供了一个根据本专利技术的第一特征的负载驱动装置，该装置包括一个充电/放电电容器;一个充电/放电电路，用于以使跨接电容器的电压在一个预置的上限电压与一个预置的下限电压之间变化的方式在预定的时间常量上充电/放电该电容器;一个驱动电路，用于接通串联于将电流从一个DC电源提供给一个负载的一条电流通路上的一个功率晶体管，从而当充电/放电电路导致电容器充电，或跨接电容器的电压高于或等于定义在上限电压与下限电压之间的一个预定的电压时，驱动该负载;过电流判断装置，用于判断跨接与上述电流通路相连的功率晶体管的两端的电压是否超过一个过量电流判定电压;上限电压改变装置，用于在过电流判断装置决定端电压超过了过量电流判定电压时，将充电/放电电路在其上停止电容器的充电操作并开始其放电操作的上限电压改变到通常高于一个驱动停止判定电压的值上;以及第一驱动停止装置，用于通过判定跨接电容器的两端的电压是否高于或等于驱动停止电压而在判定了跨接电容器的两端的电压高于或等于驱动停止判定电压时，强制断开功率晶体管并继续将充电/放电电路保持在电容器的充电状态中。如上所述，根据本专利技术的第一特征的负载驱动装置设置有根据充电/放电电容器所得到的振荡信号接通/断开功率晶体管的驱动装置。在这一负载驱动装置中，过电流判断装置通过检测跨接功率晶体管两端的电压是否超过过量电流判定电压而判定是否有过量电流流经该功率晶体管。然后，当这一过电流判断装置判定了跨接功率晶体管的两端的电压超过过量电流判定电压时，上限电压改变装置便将该上限电压改变到此驱动停止判定电压高的电压上，在这一上限电压上，驱动装置中所采用的充电/放电电路停止电容器的充电操作以开始放电操作。第一驱动停止装置判定跨接电容器的电压是否高于或等于驱动停止判定电压。在端电压成为高于正常大的驱动停止判定电压时，便强制断开功率晶体管以将充电/放电电路保持在其充电状态中。换言之，根据本专利技术，当跨接晶体管两端的电压超过过量电流判定电压，并且过电流判断装置判定了过量电流流经功率晶体管时，充电/放电电路继续充电电容器，直到跨接电容器的两端的电压成为高于或等于通常高于驱动停止判定电压的电压为止。当跨接电容器的两端的电压成为高于驱动停止电压时，第一驱动停止装置断开功率晶体管。结果，根据本专利技术，从过电流判断装置判定出现过量电流到断开功率晶体管之间所定义的时间间隔延迟了电容器的充电时间。如果在这一延迟时间间隔中，跨接功率晶体管两端的电压返回到了正常电压，由于上限电压改变装置停止了其工作，充电/放电电路便停止电容器的充电操作而开始放电操作。结果，根据本专利技术的负载驱动装置，即使由于噪声的不利影响而过电流判断装置暂时地与错误地判定出现过量电流时，也并不强制断开功率晶体管。此外，由于其延迟而利用了驱动装置中的充电/放电电路，便可以不采用这种专用的延迟电路。接着，当跨接电容器两端的电压高于驱动停止判定电压时，驱动停止装置不仅强制断开功率晶体管，并且还将充电/放电电路保持在电容器的充电状态中。结果，一旦断开了功率晶体管之后，由于判断是根据过量电流作出的，所以即使这一端电压到达了驱动停止判定电压之后，也继续充电电容器。最终，将这一端电压作为最大可再充电电压保存在充电/放电电路内。结果，根据本专利技术，一旦断开功率晶体管之后，便通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载驱动装置，包括： 一个充／放电电容器； 一个充／放电电路，用于以跨接电容器的电压在一个预置的上限电压与一个预置的下限电压之间变化的方式、在一个预定的时间常量上充／放电该电容器； 一个驱动电路，用于在该充／放电电路使电容器充电，或者在跨接电容器的电压高于或等于上限电压与下限电压之间的一个预定电压时，接通一个与一条将一个电流从ＤＣ电源提供给负载的电流通路串联的功率晶体管； 过电流判断装置，用于判定跨接连接在上述电流通路上的功率晶体管的两端的电压是否超过一个过量电流判定电压； 上限电压改变装置，用于当所述过电流判断装置判定了所述端电压超过所述过量电流判定电压时，将所述充／放电电路在其上停止电容器的充电操作并开始其放电操作的上限电压改变到通常高于驱动停止判定电压的一个值；以及 第一驱动停止装置，用于通过判断所述跨接电容器的两端的电压是否高于或等于所述驱动停止判定电压，当所述跨接电容器的两端的电压成为高于或等于所述驱动停止判定电压时，强制断开该功率晶体管，并且进一步将所述充／放电电路保持在电容器的充电状态中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石川富久夫，小西秀一，中村克己，池本秀行，石田俊男，
申请(专利权)人：日本电装株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]